Die älteste Pflanze mit Wurzeln 400 Millionen Jahre alt
Die älteste Pflanze mit Wurzeln 400 Millionen Jahre alt
Anonim

Wissenschaftler haben die Entwicklung der ersten Wurzeln in Landpflanzen dank eines in Schottland gefundenen Fossils herausgefunden. Forscher in Großbritannien und Österreich haben eine 3D-Rekonstruktion einer devonischen Pflanze erstellt, die ausschließlich auf ihrem versteinerten Fußabdruck basiert.

Die gewonnenen Daten deuten darauf hin, dass die evolutionären Prozesse, die zur Entstehung der Wurzel als eigenständiges Organ führten, kurz nach dem Erscheinen der Landpflanzen selbst, also vor etwas mehr als 400 Millionen Jahren, begannen.

Lassen Sie uns erklären, dass die ersten Pflanzen, die an Land auftauchten, keine Wurzeln hatten, klein waren und in unmittelbarer Nähe zum Wasser wuchsen, was ihr Überleben garantierte. Das Auftauchen der Wurzel war ein Wendepunkt in der Evolution der Pflanzen und des Lebens auf der Erde, wie wir sie kennen.

Schließlich ermöglichten die Wurzeln den Pflanzen, mehr Nährstoffe aus dem Boden aufzunehmen, gaben ihnen Halt, damit sich die Stängel von der Oberfläche lösen und mehr Sonnenlicht erhalten konnten. Pflanzen begannen allmählich an Größe zuzunehmen und ein neues Ökosystem zu schaffen, das sich immer mehr für andere Lebensformen eignete.

„Ihre Entwicklung, Veränderung und Verbreitung auf der ganzen Welt hat einen erheblichen Einfluss auf das Erdsystem. Pflanzenwurzeln haben den CO2-Gehalt in der Atmosphäre reduziert, den Boden stabilisiert und den Wasserkreislauf auf der Kontinentaloberfläche dramatisch verändert“, sagt Erstautor Alexander J. Hetherington von der Universität Edinburgh.

Die Pflanze, deren 3D-Modell von Wissenschaftlern nachgebaut wurde, gehört zu der ausgestorbenen Art Asteroxylon mackiei aus der ebenfalls ausgestorbenen Gattung Asteroxylon. Es ist ein Vertreter der alten Teilung der Lycopoden. Heute wachsen auf dem Planeten solche Vertreter dieser Abteilung wie plun, selaginella und polushnik.

Die 3D-Rekonstruktion zeigt einen verzweigten Trieb (grün dargestellt) und ein Wurzelsystem (blau und lila).

Illustration von Sandy Hetherington.

Die 3D-Rekonstruktion ermöglichte es Wissenschaftlern, nicht nur Informationen über die Struktur, sondern auch über die Entwicklung der Organe einer alten Pflanze zu reproduzieren. Tatsache ist, dass frühe Interpretationen der Struktur dieses fossilen Lycopoden nur auf einem Vergleich fragmentarischer Abdrücke mit bestehenden Pflanzen beruhten.

Es stellte sich heraus, dass sich die Wurzeln dieser Pflanze auf eine besondere Weise entwickelten, die bei modernen Pflanzen nicht mehr beobachtet wird. Dies legt nahe, dass ein solcher Wurzelbildungsmechanismus eine vergangene Evolutionsstufe ist.

„Dies sind die ältesten bekannten Strukturen, die an moderne Wurzeln erinnern. Jetzt wissen wir, wie sie entstanden sind. Sie entstanden, als eine beschuhte Achse eine ‚Gabel‘bildete, bei der eine Zinke die Eigenschaften eines Sprosses beibehielt und die andere die Eigenschaften erhielt.“einer Wurzel", erklärt Co-Autor Liam Dolan (Liam Dolan) vom Gregor-Mendel-Institut für Molekularbiologie der Pflanzen.

Das untersuchte Fossil wartet seit Hunderten von Jahren auf seine Stunde im Museumsregal. Die Autoren des Werkes stellen fest, dass dieses Werk nicht das letzte seiner Art ist: Tausende anderer Exponate lagern in Museumsdepots. Sie mit Hilfe neuer Technologien zu studieren, liefert spannende Antworten auf zentrale Fragen der Wissenschaft.

Die Ergebnisse der aktuellen Studie wurden in eLife veröffentlicht.

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